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每周一問精華解答:如何進(jìn)行USB接口電磁兼容設(shè)計?

發(fā)布時間:2014-01-08 來源:電子元件技術(shù)網(wǎng)論壇 責(zé)任編輯:cicy

【導(dǎo)讀】在“每周一問”第四期中,我們很榮幸邀請到賽盛的吳總擔(dān)任出題老師,題目一出,網(wǎng)友紛至沓來。小編現(xiàn)將一些精華的解答呈現(xiàn)出來,讓更多的網(wǎng)友不再對USB接口的電磁兼容設(shè)計疑惑不解。

該精華帖入口:
每周一問第四期:如何進(jìn)行USB接口電磁兼容設(shè)計?

優(yōu)秀網(wǎng)友獲得者“阿飛小白”的解答如下:

1.從PCB設(shè)計來說D+、D- 的長度和參考層至關(guān)重要,在這兩點(diǎn)中   我優(yōu)先選擇完整的GND 為Reference Plane,其次再考慮將兩線長度盡量變短,如果過長,GND guard trace 的寬度和與D+ D- 的距離也是必須的。

2.端口的濾波設(shè)計也是根據(jù)產(chǎn)品和實(shí)際測試的情況來決定,一般情況下會靠近端口預(yù)留CMC位置,Power pin上 0.1 Cap,至于端口的割地如果選擇割地那么UGND與PGND的連接務(wù)必牢記,另外提醒在整改時很多人嘗試在D+ D-上增加 Cap,但容值最好不超過22pf。

3.對于USB 2.0 機(jī)構(gòu)設(shè)計的重要性不言而喻,機(jī)構(gòu)設(shè)計主要集中在接地設(shè)計上,也就是接口和單板的接觸以及接口和機(jī)構(gòu)件的接觸。

4.USB 2.0 在實(shí)際整改之中造成困擾的一大原因是因?yàn)?a target="_blank" style="text-decoration:none;" >線纜,線纜是EMC 問題中的重要原因,這里書中經(jīng)常會說明一定要360°環(huán)接,但是真正做到360°環(huán)接的很少,造成不同線纜有不同效果的情況,一般原因是USB 屏蔽層的編織網(wǎng)密度(小白曾對兩條USB Cable做過比對,120條金屬絲的屏蔽層和160條金屬絲屏蔽層的差異會在2-3dB,有時候甚至更明顯)還有很多優(yōu)質(zhì)的USB Cable中會額外增加一條GND。小白看了不少帶USB線纜的電子設(shè)備,有的是將USB Cable的屏蔽層擰成一股焊接在USB Connector上或是焊接在單板上,有的是只取出其中的部分金屬絲擰成一股焊接,還有甚者對屏蔽層根本不做處理,這些也經(jīng)常會被我們忽略,但是這些問題恰恰是造成USB 輻射招標(biāo) EMS 測試 fail的關(guān)鍵原因。

5.另外測試時AE的USB端口EMC設(shè)計是否良好,也對EUT的測試有不小影響。

6.USB端口的電路設(shè)計其實(shí)很多,也就是那三板斧,某些初學(xué)者,測試不過,以為學(xué)過標(biāo)準(zhǔn)電路設(shè)計,立馬就考慮PCB的設(shè)計問題,然后動板子,這其實(shí)是EMC大忌,殊不知,如果標(biāo)準(zhǔn)電路能解決問題,那么EMC工程師也就不需要成天蹲在暗示里了。所以說與其費(fèi)時費(fèi)力焊電容改板子,不如多試幾條USB線,改一改周邊,由外向內(nèi)研究,此為上策。

優(yōu)秀網(wǎng)友“LED2013"的解答如下:

PCB的連接比較復(fù)雜,各連接線都必須要短而且不得不短,設(shè)計的時候從性能上說,也是完全有必要的。
接口設(shè)計要通過無數(shù)的實(shí)驗(yàn)才能得到正確的數(shù)值,各元件的取值都要穩(wěn)妥,比如電容取值要準(zhǔn)確。
接地設(shè)計也是一門深度技術(shù), 設(shè)計的時候要格外注意。
以及總線接口端電源線和地線設(shè)計,保護(hù)地可以放置在PCB板的任何一層上,它和信號地分割開。保護(hù)地和信號地之間的間距不應(yīng)小于25mil。
其次是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計,芯片需要外接一個較高頻率的晶振,盡量靠近USB芯片的時鐘輸入腳。晶振下不要布置任何信號線,并且在時鐘線周圍應(yīng)覆有完整的信號地。

對此你們還有更好的見解嗎,如有可以繼續(xù)在該貼中回復(fù),共同跟廣大網(wǎng)友共同探討有關(guān)USB接口的電磁兼容設(shè)計問題。

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